Průhledné dřevo

31.3.2016
Transmitance průhledného dřeva v závislosti na vlnové délce dopadajícího záření. Ve středu obrázku vidíme skutečný vzorek.

připravili v laboratoři prof. Larse Berglunda z švédského KTH (Královské technické vysoké učení). Vyšli z lehkého balzového dřeva (Ochroma pyramidale) o hustotě 160 kg/m3. Po vysušení ho extrahovali roztokem chloritanu sodného NaClO2 při pH = 4,6 a za teploty 80 oC. pro odstranění ligninu. Vznikly bílé destičky z prakticky čisté celulózy. Průhledný materiál vytvořili následnou impregnací methylmetakrylátem a polymerací. Jeho transmitanci v závislosti na vlnové délce dopadajícího záření vidíme na obrázku. Transmitance je poměr intenzity prošlého a dopadajícího záření. Ve středu obrázku ještě můžeme posoudit průhlednost materiálu přímo na skutečném vzorku (Y. Li. et al., Optically Transparent Wood from a Nanoporous Cellulosic Template: Combining Functional and Structural Performance, Biomacromolecules Article ASAP, DOI: 10.1021/acs.biomac.6b00145). Jakožto kompozitní materiál se vyznačuje výrazně vyšší pevností než obě jeho oddělené složky. Své využití by mohl najít jako levnější náhrada skla tam, kde nepožadujeme dokonalou průhlednost.

DNA ze zubního kamene

30.3.2016
Nánosy zubního kamene na zubech spodní čelisti z hrobu označeného NF-95 (Andrew T.Ozga et al., Successful enrichment and recovery of whole mitochondrial genomes from ancient human dental calculus, Am. J. Phys. Anthropol., 16 Mar.2016, DOI: 10.1002/ajpa.22960).

Zubní kámen z nálezů lidských pozůstatků může být cenným zdrojem lidského genetického materiálu pro archeologické účely. Prof.Christina Warinner a Andrew T. Ozga z University of Oklahoma spolu s dalšími kolegy rekonstruovali úplnou mitochondriální DNA ze zubního kamene šesti jedinců pohřbených v lokalitě Norris Farms v Illinois před 700 lety. U tří z nich se předtím v kostech nepodařilo nalézt vůbec žádnou DNA. Analýzy ukázaly, že obsah DNA v zubním kameni je až dvacetkrát vyšší než v kostech z archeologických nálezů. Konkrétně 40 nanogramů DNA na miligram tkáně oproti 2 ng DNA na mg tkáně u kosterních pozůstatků. Na obrázku vidíme nánosy zubního kamene na zubech spodní čelisti z hrobu označeného NF-95 (Andrew T.Ozga et al., Successful enrichment and recovery of whole mitochondrial genomes from ancient human dental calculus, Am. J. Phys. Anthropol., 16 Mar.2016, DOI: 10.1002/ajpa.22960).

Léčba kmenovými buňkami

29.3.2016

Vynikajícího úspěchu při obnovení hybnosti po poškození míchy dosáhl tým prof. Marka H. Tuszynskiho z University z lékařské fakulty University of California v San Diegu ve spolupráci s Kenem Kadoyou z japonské Hokkaidské univerzity a dalšími experty z University of Wisconsin–Madison. Pomocí štěpu z unipotentních nervových buněk dosáhli regenerace poškozených nervových vláken a obnovení funkčních synaptických spojení mezi nervovými buňkami. V důsledku toho došlo k výraznému obnovení hybnosti předních končetin po předchozím ochrnutí, zatím u laboratorní myši.

Mikrožaluzie

25.3.2016
Mikroskopický snímek elektrody za stříbrných nanodrátů na plastovém povrchu. Nahoře (a) je relaxovaný stav bez elektrického napětí, dole (b) po vložení elektrického pole 110 V/µm (obr. Samuel Shian and David R. Clarke, Electrically tunable window device, Opt. Lett. 41, 1289-1292, 2016).

Novou metodu, jak aktuálně nastavovat průhlednost oken vynalezli Samuel Shian a David R. Clarke z Harvard University. Jejich absorbanci zvýší změna hladkého povrchu polymeru na nepravidelně drsný působením elektrického pole. Celek je vlastně extrémně tenký kondenzátor, který pokrývá jeden povrch celé skleněné tabule. Obě jeho elektrody tvoří pletivo ze stříbrných nanodrátů o průměru 90 nanometrů a délce 20 až 60 mikrometrů. Mezi nimi leží tři vrstvy polymeru. Prostřední tvoří 13 mikrometrů silný tuhý polyethylen tereftalát, mechanicky napnutý před nanesením obou krajních vrstev, každá z 50 mikrometrů silného polyakrylátu. Při vložení elektrického pole mezi elektrody se polyakrylátové vrstvy rozpínají, zatímco prostřední svůj tvar nemění. To vede ke vzniku mikrodeformací po celém povrchu, v důsledků čehož se stane matnějším. Změnu vidíme na mikroskopickém snímku elektrody za stříbrných nanodrátů na plastovém povrchu. Nahoře (a) je relaxovaný stav bez elektrického napětí, dole (b) po vložení elektrického pole 110 V/µm (obr. Samuel Shian and David R. Clarke, "Electrically tunable window device," Opt. Lett. 41, 1289-1292, 2016). Stávající technologie nastavení absorbance využívají kapalných krystalů obdobně jako displeje nebo elektrochromních sloučenin, jež při průchodu elektrického proudu mění barvu (např. oxid wolframový WO3).

Vážka s dlouhým doletem

24.3.2016
Samička vážky Pantala flavescens (foto John C. Abbott, University of Texas at Austin, via Wikimedia Commons).

Vážka Pantala flavescens, přestože není příliš velká, dokáže nejspíš překonat obrovské vzdálenosti. Naznačuje to studium genetických rozdílů mezi jedinci z velmi vzdálených stanovišť, které provedli Jessica Ware a Daniel Troast z americké Rutgers University spolu s dalšími kolegy ze Švédska, Japonska a Německa. Vážky P. flavescens ze Severní a Jižní Ameriky i východní Asie jsou geneticky překvapivě homogenní, což znamená, že se musí obstojně mísit mezi sebou po celé této obrovské rozloze. Při rozpětí křídel mezi 7,2 až 8,4 cm a délce těla 4,5 cm pro ni oceán zřejmě nepředstavuje žádnou překážku. U tak drobného tvora je to podivuhodné. Přímo ji sledovat během dlouhých letů zatím nedokážeme, protože nezbytná technika je příliš těžká. Zatím víme, že dokáže vystoupat až do výšky jednoho kilometru a při letu velmi zdatně využívá existujících vzdušných proudů. Drobounké tvorečky, na které za letu narazí, rovnou požírá. Je pravděpodobné, že důležitou roli při jejích cestách hrají pasáty i monzuny. V naší přírodě ji neuvidíme, protože v Evropě a Antarktidě nepřebývá.Její samičku vidíme na obrázku (foto John C. Abbott, University of Texas at Austin, via Wikimedia Commons).

Nový typ iontové vodivosti

23.3.2016
Schema elementární buňky kosočtverečné krystalové soustavy. Vyznačuje se třemi rozdílně dlouhými krystalovými osami, které jsou navzájem kolmé.

Iontové vodiče patří k důležitým materiálům, jsou např. nepostradatelnou součástí některých elektrochemických článků nebo senzorů. Lambda sonda v automobilech je kyslíkový senzor založený na vodivosti kyslíkových aniontů O2-. Měří obsah kyslíku ve výfukových plynech, aby řídící jednotka správně nastavila směšovací poměr paliva a vzduchu a minimalizovala tak škodlivé emise. Iontová vodivost nastává, může-li se nějaký typ iontu více či méně volně pohybovat ve struktuře materiálu, takže při průchodu elektrického proudu přenáší náboj na rozdíl od mnohem častějšího elektronu. Známe řadu látek, jejichž vodivost způsobuje vodíkový kation H+. Teprve nyní skupina prof.Rjodžiho Kannoa z Tokijské vysoké školy technologické (Tokyo Institute of Technology) připravila sloučeninu, jež vykazuje vodivost pouze díky pohybu hydridových aniontů H-. Jde o oxid hydrid lanthanito-lithný La2LiHO3 s kosočtverečnou krystalovou strukturou. Vyznačuje se třemi rozdílně dlouhými krystalovými osami, které jsou navzájem kolmé. Její schéma vidíme na obrázku.

Velmi vzácnou zlatou minci

22.3.2016
Nahoře avers, foto Shai Halevy/Israel Antiquities Authority, dole revers, foto Samuel Magal/Israel Antiquities Authority.

z římských časů nalezla v severním Izraeli turistka na túře. Pochází z roku 107 n.l. a kupodivu nenese na lícové straně (aversu) portrét tehdy vládnoucího císaře Trajana (vláda 98 - 117 n.l.), nýbrž jeho dřívějšího předchůdce Augusta, prvního římského císaře v letech 27 př.n.l. - 14 n.l. Zjevně jde o ražbu na jeho počest. Na rubu (reversu) vidíme římského orla a vojenské korouhve spolu se jménem císaře Trajana. Minci popsal Danny Syon, numizmatik z Izraelského úřadu pro starožitnosti. Jde o velmi cenný nález, jedinou další najdeme v Britském muzeu. Původní majitel musel své ztráty velmi želet, protože šlo o minci vysoké hodnoty. Na běžném tržišti se za ni tehdy dalo jen těžko nakupovat, protože nikdo tam neměl dost peněz k jejímu rozměnění. Na obrázku vidíme nahoře avers, foto Shai Halevy/Israel Antiquities Authority, dole revers, foto Samuel Magal/Israel Antiquities Authority.

GMO proti Zika viru

21.3.2016
Řez virovou částicí Zika viru (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science  31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Brazilské město Piracicaba plánuje pomocí geneticky modifikovaných komárů zamezit šíření viru Zika. Ve spolupráci s britskou společností Oxitec do volné přírody vypustí transgenní samečky komára tropického Aedes aegypti kmene OX513A, jejichž potomstvo není životaschopné a zemře dříve, než dospěje. Komár tropický je hlavním přenašečem nejen Zika viru, ale i malárie, horečky dengue, žluté zimnice a dalších. Polní testy provádí Oxitec v Latinské Americe od roku 2010. Populace divokých komárů při nich lokálně poklesly na 5 - 20%. Zvídavého čtenáře jistě napadne, jak získat dostatečně velkou populaci transgenních komárů, když se nedokážou rozmnožovat. Modifikovat zárodečné buňky každého komára jednotlivě je samozřejmě neproveditelné. Genetici k tomu používají prostý trik. Genetická modifikace je provedena tak, že mají-li komáři v potravě tetracyklin, plodí normální potomstvo. Přes veškerou problematičnost tohoto postupu zatím nic lepšího nemáme. Vývoj vakcíny potrvá v nejlepším případě mnoho let. Alternativu by mohly představovat pokusy se sterilizací komárů infekcí bakterií Wolbachia, které probíhají v Číně a ve Spojených státech.

4.4.2016: Strukturu Zika viru důkladně popsal vědecký tým z Purdue University ve West Lafayette v Indianě pod vedením Richarda J. Kuhna. Řez virovou částicí vidíme na obrázku (D.Sirohi et al., The 3.8 A resolution cryo-EM structure of Zika virus, Science 31 Mar 2016, DOI: 10.1126/science.aaf5316).

Kriticky ohrožených

20.3.2016
Orangutan sumaterský z Drážďanské zoo jménem Petr, Brehmův život zvířat, díl.IV: Ssavci, svazek IV, str.585, Nakladatelstí J.Otto, Praha, 1928.

orangutanů sumaterských (Pongo abeli) je přeci jenom více, než jsme odhadovali. Indonésko-německo-britsko-nizozemsko-americký biologický tým pod vedením Hjalmara S. Kühla z Max-Planckova ústavu evoluční antropologie (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie) v Lipsku zpřesnil naše odhady jejich počtu z 6.600 na 14.613 jedinců. Všichni žijí v severní části ostrova Sumatra, nikde jinde tento druh nenajdeme. Na jediné další divoké orangutany můžeme narazit v pralesích severního Bornea, kde žije orangutan bornejský (Pongo pygmaeus). Oproti původním předpokladů žijí orangutani ve vyšších nadmořských vyškách a v oblasti západně od jezera Toba, kde je dříve nikdo nehledal, tudíž ani nesčítal. Poslední příčinou jejich výrazně vyššího počtu oproti předchozím odhadům je, že v částech pralesa dotčených těžbou jich žije mnohem více, než jsme předpokládali. Při pohledu na obrázek (Orangutan sumaterský z Drážďanské zoo jménem Petr, Brehmův život zvířat, díl.IV: Ssavci, svazek IV, str.585, Nakladatelstí J.Otto, Praha, 1928) se nemohu ubránit tomu, abych ocitoval, co o orangutanech praví klasik:

Jednou jsem seděl v noční kavárně v Tunelu a bavili jsme se vo orangutanech. Seděl tam s námi jeden mariňák a ten vyprávěl, že orangutana často nerozeznají od nějakýho vousatýho vobčana, že takovej orangutan má bradu porostlou chlupy jako… ‚jako,‘ povídá, ‚řekněme třebas tamhleten pán u vedlejšího stolu.‘ Vohlédli jsme se všichni, a ten pán s tou bradou šel k mariňákovi a dal mu facku a mariňák mu rozbil hlavu flaškou od piva a ten bradatej pán se svalil a zůstal ležet bez sebe a s mariňákem jsme se rozloučili, poněvadž hned vodešel, když viděl, že ho přizabil. Potom jsme vzkřísili toho pána, a to jsme rozhodně neměli dělat, poněvadž hned po svým vzkříšení na nás všechny, kteří jsme přece s tím neměli prachnic co dělat, zavolal patrolu, která nás vodvedla na komisařství. Tam von pořád ved svou, že jsme ho považovali za orangutana, že jsme vo ničem jiným nemluvili než vo něm. A on pořád svou. My, že ne, že není žádnej orangutan. A von, že je, že to slyšel. Prosil jsem pana komisaře, aby mu to vysvětlil. A ten mu to zcela dobrácky vysvětloval, ale ani pak si nedal říct a řekl panu komisařovi, že tomu on nerozumí, že je s námi spolčenej. Tak ho pan komisař dal zavřít, aby vystřízlivěl, a my jsme se zas chtěli vrátit do Tunelu, ale už jsme nemohli, poněvadž nás taky posadili za katr (Jaroslav Hašek, Osudy dobrého vojáka Švejka za světové války, Městská knihovna v Praze, 2011).

Šíření poškození kosti

17.3.2016
Struktura vláknité kosti s oranžovým  barvivem vyznačeným primárním poškozením a zeleně zbarveným šířením (A.M.Torres et al., Material heterogeneity in cancellous bone promotes deformation recovery after mechanical failure, PNAS March 15, 2016 vol. 113 no. 11 2892-2897, February 29, 2016, doi: 10.1073/pnas.1520539113).

Pevnost a odolnost materiálů je důležitou vlastností, ale velký význam má rovněž jejich chování poté, co k poškození dojde. Velkou výhodou je, když struktura materiálu brání dalšímu šíření poškozených oblastí. Z mechanického hlediska má vynikající vlastnosti tzv. vláknitá kost, kterou nacházíme v místech tzv. kostních drsnatin, kde se upínají šlachy. Má prostorovou síťovou strukturu. Pomocí periodického stlačování této tkáně a značení mechanicky poškozených míst fluorescenčními barvivy to zjistili Ashley M. Torres, Jonathan B. Matheny a Christopher J. Hernandez z Cornell University v Ithace ve státě New York spolu s dalšími kolegy. Díky její heterogenitě se mechanické poškození šíří hlavně v již poškozených částech a nevznikají nové defektní oblasti. Má to velký význam pro uchování celkové stavby kosti a při následném hojení. Na obrázku vidíme strukturu vláknité kosti spolu s oranžovým barvivem vyznačeným primárním poškozením a zeleně zbarveným šířením (A.M.Torres et al., Material heterogeneity in cancellous bone promotes deformation recovery after mechanical failure, PNAS March 15, 2016 vol. 113 no. 11 2892-2897, February 29, 2016, doi: 10.1073/pnas.1520539113). Pokud jde o naši kostru jako celek, najdeme v ní více lamelární kostní tkáně, tvořené jednotlivými na sobě uloženými vrstvami.

Umělý sval,

16.3.2016
Jednoduchá plastová konstrukce k testování umělého svalu, jež je vyznačen červeně. Nahoře v uvolněném stavu, dole po stažení.

který se stáhne při osvícení modrým světlem, zhotovili Ritu Raman a Rashid Bashir z University of Illinois at Urbana–Champaign spolu s dalšími kolegy i z MIT. Vytvořili ho z myoblastů, unipotentních kmenových buněk, z nichž vznikají kosterní svaly. Použili je geneticky modifikované s iontovým kanálem ChR2 původem ze zelených mořských řas. Při osvícení světlem o vlnové délce 470 nm mění bílkovina svou strukturu, kanál se otevírá a vápenaté ionty jím volně protékají, čímž dojde k přenosu signálu. Co přesně se stane pak, závisí na tom, v membráně které buňky se tento iontový kanál nachází. Takto modifikované myoblasty smísili s 30% Matrigelem, což je určitý typ želatiny užívaný při pěstování buněk. Dále do směsi přidali glykopoteiny fibrinogen a trombin a nechali myoblasty ve směsi nalité do formy vytvořit funkční svalovou tkáň. K testování sloužila jednoduchá plastová konstrukce, znázorněná na obrázku. Na dva sloupky spojené pružnou příčkou navlékli pruh z umělé svalové tkáně, která je na obr. vyznačena červeně, a sledovali její stahování (dole) a povolování (nahoře) vlivem světla. Video se záznamem experimentu najdeme zde. Podobné výzkumy mohou najít své uplatnění jednak při vytváření náhrady za poškozené lidské tkáně, jednak při konstrukci robotů na biologickém základu.

Cizopasník parazitoida

15.3.2016
Pasoucí se mšicovití Megoura viciae, foto S.Rae, via Wikimedia Commons.

Neobyčejnou účinnost metabolismu parazitoidů živících se jinými parazitoidy prokázal F. J. Frank van Veen z britské University of Exeter spolu s Dirkem Sandersem a Andreou Moser z Bernské univerzity. Parazitoid je organismus, který na rozdíl od parazita svého hostitele nakonec zahubí, zpravidla tím, že ho sežere. Studovali parazitické žlabatky rodu Alloxysta, jež kladou svá vajíčka do larev parazitoidického lumčíkovitého mšicomara Aphidius megourae během jejich života v polokřídlém hmyzu druhu Megoura viciae z čeledi mšicovitých. Ten se popásá na bobu obecném (Vicia faba). Rovněž studovali hmyzí parazitoidy Coruna clavata z čeledi kovověnkovitých a plamčice Dendrocerus carpenteri z čeledi Megaspilidae, jež svá vajíčka kladou až do kukel A. megourae. Tomuto jevu, kdy parazit (parazitoid) napadá parazita (parazitoida) říkáme hyperparazitismus. U všech hyperparazitoidů zjistili, že účinnost využití biomasy, tedy poměr spotřebované biomasy k vytvořené biomase vlastní, je neobyčejně vysoký, až 93%. Na obrázku vidíme pasoucí se mšicovité Megoura viciae, foto S.Rae, via Wikimedia Commons.

Bakteriální rozklad PET

14.3.2016
Reakční schéma balteriálního rozkladu PET na ethylenglykol a tereftalovu kyselinu.

PET neboli polyethylentereftalát je velmi rozšířeným plastem. Jeho celosvětová roční produkce dosahuje 56 milionů tun. Vyrábějí se z něj kromě jiného velmi rozšířené plastové lahve na nápoje, ale i textilní vlákna. Stejně jako naprostá většina ostatních plastů se i PET v přírodě špatně rozkládá. Doposud jsme znali jen několik druhů hub, které to dokážou. Až nyní tým japonských vědců pod vedením Koheie Ody z Kjótského vysokého učení technického odhalil a pojmenoval bakterii Ideonella sakaiensis z čeledi Comamonadaceae, která se jím živí. Nalezli ji velmi jednoduchou, leč účinnou metodou. Prozkoumali na 250 zlomků PET sebraných v přírodě. Na jednom z nich, které pocházel z okolí továrny na recyklaci plastových lahví, nalezli I. sakaiensis. K rozkladu PET používá pouhých dvou enzymů. V prvním kroku dojde k depolymeraci na 2-hydroxyethyltereftalovou kyselinu, kterou druhý enzym rozkládá na její složky, ethylenglykol a tereftalovou kyselinu. Ty Ideonella sakaiensis využívá jako svůj hlavní zdroj uhlíku. Reakční schéma vidíme na obrázku.

Ptačí syntaxe

13.3.2016
Sýkora koňadra Parus major minor, foto Toshitaka N. Suzuki.

Skládání jednotlivých zvuků do výrazů změněného významu experimentálně doložili u východoasijského poddruhu sýkory koňadry Parus major minor Toshitaka N. Suzuki z tokijské Univerzity Rikkyo, David Wheatcroft z Uppsalské univerzity a Michael Griesser z Curyšské univerzity. Doposud jsme na syntaxi nenarazili u žádného jiného druhu kromě nás. Experimenty probíhaly skládáním signálu varovného a přivolávacího. Po zaslechnutí prvního z nich začne sýkora důkladně prohlížet své okolí. Slyší-li přivolávací signál, přiletí k jeho zdroji, ať už je jím jiný pták nebo reproduktor. V případě, že zaslechne oba signály v uvedeném pořadí, rozhlédne se a přeletí ke zdroji. Přehrání zvuků v opačném pořadí nevyvolá převrácenou činnost, nýbrž nejednoznačnou odezvu. Znamená to, že nejde o oddělené reakce na dva odlišné stimuly v časové koincidenci, nýbrž jednoduchou jazykovou syntaxi.

akademon.cz 3.12.2013: Krkavčí inteligence.

Fixace oxidu uhličitého

12.3.2016
Fixace oxidu uhličitého pomocí uhličitanu cesného.

Zajímavou chemickou reakci v tavenině, s jejíž pomocí lze jednoduše navázat oxid uhličitý na organické molekuly, odhalili chemici Aanindeeta Banerjee, Graham R. Dick, Tatsuhiko Yoshino a Matthew W. Kanan z kalifornské Stanford University. Základem je tavení organické sloučeniny s uhličitanem cesným Cs2CO3 za přítomnosti oxidu uhličitého CO2, přičemž z uhličitanu vznikne hydrogenuhličitan CsHCO3. Z výchozí organické sloučeniny vznikne připojením oxidu uhličitého o jeden uhlíkový atom větší molekula v podobě cesné soli. Základní reakční schéma vidíme na obrázku. Jednoduchost provedení usnadňuje nasazení v průmyslovém měřítku pro výrobu významných organických molekul z oxidu uhličitého. Uvidíme, zda-li se tak opravdu stane.

Samozaostřující brýle

11.3.2016
Prototyp samozaostřujících brýlí na obrázku vpravo, samotné elektronické obvodky vlevo, foto Deep Optics.

Izraelský start-up Deep Optics připravuje výrobu brýlí, které se samy zaostří podle toho, kam se podíváte. Základem je elektronicky ovládaná čočka z kapalných krystalů, u které změna uspořádání jednotlivých molekul vlivem vloženého napětí způsobí změnu indexu lomu celé vrstvy. Senzory vyhodnocují pohled oka a řídící obvody podle nich upravují optickou mohutnost čočky. Elektroniku najdeme po jejím obvodu. Díky elektronickému ovládání bude snazší napojení na virtuální nebo rozšířenou realitu. Prototyp zařízení vidíme na obrázku vpravo, samotné elektronické obvodky vlevo (foto Deep Optics).

Neandrtálská vychytávka

10.3.2016
Úlomky pyroluzitu z naleziště Pech-de-l’Azé. Dva spodní, označené c a d, nesou stopy po obrušování. Úlomek b pochází ze starších vykopávek z počátku 20.století, ostatní byly nalezeny v letech 2004 - 2005 (Heyes, P. J. et al. Selection and Use of Manganese Dioxide by Neanderthals. Sci. Rep.6, 22159, 2016; doi: 10.1038/srep22159).

Přes svůj chudý slovník měli i neandrtálci (Homo sapiens neanderthalensis) své chytré vychytávky. Alespoň to tvrdí Peter J.Heyes a Marie Soressi se svými kolegy z nizozemské Leidenské univerzity. Podle nich úlomky černě zbarveného minerálu pyroluzitu, které hojně nalézáme v několika francouzských sídlištích neandrtálců, nesloužily jako dekorace. Experimentálně doložili, že tento minerál podstatně snižuje teplotu vzplanutí dřeva. Stačí ho přidat nahrubo rozmělněný, což byl před desítkami tisíc let zcela jistě zvládnutelný postup. Pyroluzit, postaru burel, je oxid manganičitý MnO2 krystalující ve čtverečné soustavě. Jde o silné oxidační činidlo a možné je i jeho katalytické působení. Jeho úlomky z naleziště Pech-de-l’Azé vidíme na obrázku. Dva spodní, označené c a d, nesou stopy po obrušování. Úlomek b pochází ze starších vykopávek z počátku 20.století, ostatní byly nalezeny v letech 2004 - 2005. (Heyes, P. J. et al. Selection and Use of Manganese Dioxide by Neanderthals. Sci. Rep.6, 22159, 2016; doi: 10.1038/srep22159).

Červená skvrnka vdovina

9.3.2016
Samička červné vdovy Latrodectus hesperus na snímku Steva Ryana, via Wikimedia Commons.

Samičky leskle černých jedovatých pavouků z rodu snovaček (Latrodectus), zvaných černé vdovy, se na zadečku vyznačují typickou červenou skvrnu ve tvaru přesýpacích hodin. Vidíme ji na obrázku (foto Steve Ryan, via Wikimedia Commons). Jedná se zřejmě o aposematismus, nápadný varovný znak, kterým živočich varuje a odrazuje případné predátory. Lze říci, že jde o opačnou strategii než mimikry. Nicméně každý takový dravec musí řešit problém, aby jeho aposematismus odrazoval predátory, nikoliv však kořist. Podle studií Nicholase Brandleyho, Matthewa Johnsona a Sönke Johnsena z Duke University v Durhamu v Severní Karolíně vnímají obratlovci červenou skvrnu snovačky jako mnohem výraznější než hmyz. A problém je vyřešen - snovačky jsou potravou pro ptáky, avšak požírají hmyz.

Spouštěč agrese

8.3.2016
Polohu hypothalamu na řezu lidským mozkem označuje červená šipka (Wikimedia Commons).

U mnoha druhů obratlovců včetně člověka se savci chovají agresivně i bez existence příslušného stimulu. Jejich agresivní chování vypadá jako bezdůvodné. Oblast mozku, která za toto jednání zodpovídá, identifikovali u myších samců Annegret L Falkner a Dayu Lin z New York University School of Medicine. Jde o ventrolaterální (předoboční) část ventromediálního (předostředního) hypothalamu, zkráceně VMHvl. Drážděním nebo utlumováním neuronů v této oblasti lze vyvolávat nebo klidnit agresivní chování. Hypothalamus tvoří součást mezimozku a jeho hlavní rolí je koordinace nejrůznějších procesů v organismu. Jeho polohu na řezu lidským mozkem označuje červená šipka.

McMurphy 10.3.2016: Randle P. McMurphy mam dojem ze ve sve literarni podobe Preletu nad kukacim hnizdem dal jasnou predstavu tomu jak muze vypadat kdyz se toto centrum utlumi chirurgicky a natrvalo (Lobotomie), nejvetsi omyl mediciny minuleho stoleti byla krom jineho co se neprokazalo prave lobotomie, kdyz nelze aplikovat mechanickou cestu, co nezkusit chemickou? Proc ne, docasne utlumeni ktere nebude poskozovat centrum trvale, ale nemuze to byt zneuzito k oblbovani a zotrocovani lidi? Agrese je prirozena soucast lidskeho chovani neco co chrani jeho identitu byt za cenu velkych ztrat energetickych nebo jinych. Spis bych videl vetsi prinos nejake behavioralni terapie.

Vesmírné curium

7.3.2016
Vzniká curia ozařováním plutonia 239 alfa částicemi za uvolnění jednoho neutronu n.

Analýza obsahu uranu v meteoritu naznačuje, že radioaktivní transuran curium mohl být přítomen při vzniku Sluneční soustavy. Přímo to analyzovat nelze, protože poločas rozpadu jeho nejstabilnějšího izotopu curium 247 činí 15,6 milionu let. Vyskytovalo-li se v té době, do dneška po něm nezbyla ani stopa. Debaty o jeho možné existenci ve Vesmíru tudíž probíhají již desítky let. Významný příspěvek k nim představuje práce Françoise L. H. Tissota a jeho kolegů z University of Chicago. Odhalili nesrovnalosti v poměru izotopů uranu 235U/238U ve vzorcích z uhlíkatého chondritu, což je křemičitanový meteorit s vyšším obsahem uhlíku. Z nejstabilnějšího izotopu curia 247Cm vzniká postupně uran 235. Jeho vyšší koncentrace naznačuje, že kdysi mohlo být přítomno curium. Nicméně existuje i jiné vysvětlení. Vzájemný poměr koncentrací izotopů uranu se mohl změnit během procesů při vzniku zkoumaného meteoritu. Prvek curium dokážeme připravit uměle v kilogramových množstvích, takže můžeme studovat i jeho fyzikální a chemické chování. Jde o kov stříbřitě bílé barvy, který se snadno oxiduje na kation Cm3+. Vzniká ozařováním plutonia 239 alfa částicemi (rovnice viz obr.), a to i při výbuších atomových bomb. V přirozeném jaderném reaktoru v africkém Oklo rovněž najdeme důkazy jeho dřívějšího vzniku.

Aligátor ochránce

6.3.2016
Aligátor americký (Alligator mississippiensis), Everglades National Park, Florida, USA, listopad 2012.

Ornitolog Lucas A. Nell se svými kolegy z University of Florida v Gainesville a Laurou A. Brandt z United States Fish and Wildlife Service sledovali ve floridských Everglades hnízdění brodivých (Ciconiiformes) a veslonohých (Pelecaniformes) ptáků. Zjistili, že jednoznačně dávají přednost lokalitám, kde narazíme i na aligátory (Alligator mississippiensis), kteří je chrání před dravými savci. Prospěch z tohoto soužití mají i aligátoři, pro něž ptáčátka vypadlá a vyhozená z hnízd představují nezanedbatelnou součást jídelníčku.

Mechanismus působení Zika viru

5.3.2016
Zdroj:
T.Hammack et al., Zika Virus Infects Human Cortical Neural Precursors and Attenuates Their Growth. Cell Stem Cell, March 2016 DOI: 10.1016/j.stem.2016.02.016
Zdroj
Snímek virionů Zika viru pořízený elektronovým mikroskopem (Centers for Disease Control and Prevention/Cynthia Goldsmith).

Pravděpodobný mechanismus působení viru Zika odhalili vědecký tým pod vedením Hongjun Songa a Guo-li Minga. Kromě jejich kolegů z Johns Hopkins University v Baltimore se podíleli i experti z Florida State University v Tallahassee a Emory University School of Medicine v Atlantě. Podle jejich zjištění kmen MR766 Zika viru přednostně napadá unipotentní nervové buňky plodu. Jako unipotentní nazýváme kmenové buňky, ze kterých vzniká pouze jeden typ buněk, v našem případě nervové. Unipotentní nervové buňky ve vyvíjející se mozkové kůře plodu hynou nebo se hůře rozmnožují. Výsledkem je mikrocefalie, tedy předčasné ukončení růstu mozku a zpravidla celé hlavy. Navrhovaný mechanismus působení však nevysvětluje, proč se mikrocefalie objevuje jen v některých částech celkové oblasti rozšíření Zika viru. Možná jsou ve hře ještě nějaké další faktory. Na obrázku vidíme snímek virionů Zika viru pořízený elektronovým mikroskopem (Centers for Disease Control and Prevention/Cynthia Goldsmith).

23.5.2017: Tým Harryho Bulstrodea z Cambridge University studuje potenciál zika viru pro léčbu mozkových nádorů. Napadá-li rostoucí mozek, obdobným způsobem by mohl ničit rostoucí nádorové buňky v mozku dospělém.

Imunita hlenek

4.3.2016
Agregované hlenky Dictyostelium discoideum, Wikimedia Commons:

Jednobuněčné hlenky Dictyostelium discoideum měňavkovitého tvaru žijí v půdě a dorůstají 10 mikrometrů. Při hladovění se shlukují do plochých útvarů ze sto až 100.000 buněk, které vytvářejí spóry. Jeden takový shluk vidíme na obrázku (Wikimedia Commons). Zajímavé je, že obrana těchto shluků proti bakteriím je velmi podobná chování imunitního systému obratlovců. Vytvářejí mimobuněčné vláknité prostorové struktury z deoxyribonukleové kyseliny, které zachycují a hubí bakterie. Stejně umí postupovat neutrofily, jeden z typů bílých krvinek. Náš imunitní systém má za sebou zřejmě delší historii, než jsme se domnívali. Zjistili to při svých experimentech Xuezhi Zhang a Thierry Soldati z Ženevské univerzity spolu s Olgou Zhuchenko a Adamem Kuspou z texaské Baylor College of Medicine.

Enzym jako pumpa

3.3.2016
Schéma enzymové pumpy, upraveno podle I. Ortiz-Rivera et al., Convective flow reversal in self-powered enzyme micropumps, online February 22, 2016, doi: 10.1073/pnas.1517908113.

Enzym ukotvený k povrchu lze využít jako čerpadlo. Svými experimenty to potvrdili Isamar Ortiz-Rivera z The Pennsylvania State University a Anna C. Balazs z University of Pittsburgh spolu se svými kolegy. Na zlatý podklad chemicky navázali enzym ureázu, která štěpí močovinu na amoniak a oxid uhličitý podle rovnice NH2CONH2 + H2O -----> 2NH3 + CO2. Po překrytí kapkou roztoku močoviny vzniklo v kapalině proudění kvůli probíhající chemické reakci. Hustota roztoku, v němž ureáza rozložila močovinu, poklesla, takže se hromadila nahoře. Schematiky to znázorňuje obrázek upravený podle I. Ortiz-Rivera et al., Convective flow reversal in self-powered enzyme micropumps, online February 22, 2016, doi: 10.1073/pnas.1517908113. Pohyb kapaliny v tak malých rozměrech sledovali experimentátoři pomocí polystyrenových plováčků o průměru 2 mikrometry s hydrofilizovaným povrchem. Podobné pokusy mají význam pro konstrukci nejrůznějších miniaturních zařízení a čidel.

Tajemství pohoří Deseado

2.3.2016
Světle zelenou vyznačené pohoří Deseado na obrázku podle  Google Earth. Severovýchodně od něj protéká řeka Deseado až k přístavu Puerto Deseado.

Obrovské naleziště jurských fosilií nalezli paleontologové v Patagonii na jihu Argentiny. Táhne se podél pohoří Deseado a jeho rozloha činí 60.000 km2. Pro srovnání, rozloha celé České republiky dosahuje 78.866 km2. Pokud jde o množství a rozmanitost zkamenělin, nemá ve světě podobné. Odkryly ho geologicky nedávné erozní procesy. K zakonzervování fosilií došlo díky vulkanické činnosti velmi rychle, někdy až během jediného dne. Můžeme tudíž studovat vzhled krajiny tak, jak vypadala v jurském období, včetně rozmístění jednotlivých druhů organismů až po mikroskopické houby a sinice. Pohoří Deseado je světle zeleně obtaženo na obrázku podle Google Earth. Severovýchodně od něj protéká řeka Deseado až k přístavu Puerto Deseado.

První srážka auta bez řidiče

1.3.2016
Jedno z 22 autonomních vozidel Google Lexus, foto Google Auto LLC.

Lexus SUV společnosti Google Auto LLC, který se zcela samostatně proháněl po ulicích kalifornského městečka Mountain View, se srazil s autobusem veřejné dopravy. K nehodě došlo 14.února odpoledne na rušné křižovatce ulic El Camino Real a Castro Street. Při zahýbání doprava se autonomní vozidlo muselo vyhnout malé protizátopové hrázce z několika pytlů s pískem při pravém okraji vozovky. Vjelo tudíž částečně zpět ke středu ulice, kde se střetlo s autobusem, jež ho míjel. Nikdo nebyl zraněn. Vzhledem k tomu, že obě vozidla se nepohybovala příliš rychle, Lexus jel rychlostí 3 km/hod a autobus 24 km/hod, ani škody nejsou velké. Vyhodnocení rozhodovacího procesu, který vedl k nehodě, bude určitě velmi přínosné. K manévru se software Lexusu rozhodl v době, kdy na semaforu svítila červená pro přímou jízdu. Ve Spojených státech dopravní předpisy dovolují za této situace zahnout vpravo. Uhnutí ke středu vozovky bylo tudíž bez rizika, protože přímo vpřed nikdo nesměl jet. Nicméně mezitím naskočila zelená... V případě krizové situace má řízení autonomního vozidla Googlu převzít vždy přítomný záložní řidič, který však v tomto případě zjevně selhal rovněž. Jedno z 22 autonomních vozidel Google Lexus vidíme na obrázku, foto Google Auto LLC.

9.8.2016: Autopilot Tesly 1 : 1. Společnost Tesla Motor Inc. pečlivě vyšetřuje příčiny selhání jejího automatu pro řízení automobilu. V sobotu 7.května jel za dobrého počasí po suché floridské dálnici Joshua Brown ve svém vozidla Tesla S. Řízení svěřil autopilotovi, kterým je tento model elektromobilu vybaven. Ten, aniž by brzdil, narazil rychlostí 119 km/hod zezadu do jedoucího kamionu. Jde o první nehodu automaticky řízeného auta, při které zemřel člověk. Podle předběžných výsledků vyšetřování kamion náhle vjel těsně před Teslu. Překvapující je, že systém vůbec nebrzdil a naopak pokračoval v jízdě než narazil do 30 m vzdáleného sloupu v poli. Jedna z verzí je, že řidič ani autopilot nerozeznali bílé natřený zadek kamionu od jasné oblohy. Nicméně radaru, kterým je automobil Tesla kromě kamery rovněž vybaven, by se to stát nemělo. Je možné, že software Tesly kamion interpretoval jako konstrukci mimo vozovku, např. most. Nelze popřít, že podobná nehoda by se mohla stát i humanoidnímu řidiči a odpovědnost společnosti Tesla Motor Inc. není nepochybná. Jiný Joshua, tentokrát Neilly, si autopilot Tesly nemůže vynachválit. Dne 26.7. se mu během řízení udělalo v důsledku embolie tak zle, že nebyl schopen pokračovat v jízdě. Autopilot ho na základě jeho příkazu dovezl do přes 30 km vzdálené nemocnice. Pravděpodobně mu tím zachránil život.

21.6.2017: Americký National Transportation Safety Board zveřejnil 500 stránkovou zprávu o smrtelné nehodě Joshuy Browna (viz předchozí aktualizace z 9.8.2016). Příčinou nehody bylo pochybení řidiče. Přestože ho systém jeho vozidla opakovaně varoval, dlouhodobě neměl ruce na volantu.

Diskuse/Aktualizace